ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Лобастов. Усовершенствование метода радиоволнового зондирования газа, нагретого ударной волной из "Физическая газодинамика, свойства газов при высоких температурах " Опыты по поглощению радиоволн в ударной трубе, пров-одившиеся ранее [1, 2], показали, что при низких температурах и давлениях по поглощению радиоволн можно судить о кинетике электронных процессов. Однако при высоких температурах и давлениях плохая разрешающая способность установки может исказить результаты. [c.22] В настоящее время существует несколько радиометодов исследования параметров высокотемпературного газа. Рассмотрим их применимость при работе с ударной трубой. [c.22] Основным требованием, предъявляемым к этим методам, является хорошее разрешение радиоустановкой процесса по пространству и времени, так как все процессы в ударной трубе идут быстро, а размеры области нагретого газа малы. [c.22] Например, при давлении перед ударной волной 1 мм рт. ст. и Л1 = 9,5 в воздухе длина нагретой области газа составляет около 15 см, а время прохождения этой области мимо регистрирующего датчика равно 46 мксек. [c.22] Одним из радиометодов является резонаторный способ [3]. Сущность его состоит в том, что в полый резонатор, возбуждаемый на одной из своих собственных частот, вводится ионизированный газ, в результате этого происходит сдвиг частоты и изменение добротности. Измеряя этот сдвиг и варьируя добротностью, можно определить концентрацию электронов и частоту их столкновений с атомами. [c.22] К недостаткам этого метода следует отнести сложиость расчета из-за невозможности учесть эффекты, связанные с затуханием в стенках и связью резонатора с внешним трактом. [c.22] Кроме того, для расчета необходимо знать распределение электронов в объеме газа. [c.22] Основным недостатком метода является принципиально плохое разрешение по пространству. [c.22] К методам исследования плазмы относится и волноводный метод. В этом методе [4, 5] измерительный волновод заполняется исследуемым газом. Радиоволна, прошедшая через газ, смешивается с опорным сигналом. По затуханию сигнала и сдвигу фаз рассчитывается концентрация электронов и частота их столкновений с атомами. Существенным недостатком волноводного метода, как и резонаторного, являются усредненные по большому объему данные о параметрах газа, что не позволяет судить о кинетике процессов в газе. [c.22] При помощи обычных рупорных излучателей невозможно получить радиопучок малых размеров, поэтому в настоящей работе использовались антенны в виде конических стержней из диэлектрика с малыми потерями. [c.23] Большое внимание было уделено получению радиопучка минимально возможных размеров. Расположение измерительной камеры по отношению к антеннам показано на рис. 3. [c.23] С помощью поглощающего материала, вдвигаемого в измерительную камеру, удалось оценить эффективные размеры радиопучка. На расстоянии 10 мм от центра интенсивность радиоволны падает в 10 раз. Таким образом, можно считать, что при Л1 = 9,5 разрешающее время составляет около 6 мксек. Разрешение можно было бы улучшить, используя более короткие радиоволны. Однако работа на таких волнах была бы затруднительна ввиду очень слабого затухания их в газе в необходимом диапазоне чисел М и давлений. Типичная осциллограмма затухания радиоволн в сопоставлении с кривой давления приведена на рис. 4. [c.25] Для градуировки аппаратуры используются аттенюаторы, находящиеся в генераторах, с соответствующими заводскими графиками. Меняя затухание сигнала с помощью аттенюатора (работа производится в режиме внутренней прямоугольной модуляции), регистрируют соответствующее изменение амплитуды сигнала на экране осциллографа. [c.26] С помощью такого графика (отклонение луча осциллографа, как функция вводимого затухания сигнала) из экспериментальных кривых можно легко рассчитать затухание исходного радиосигнала в децибелах. Точность определения затухания, даваемая данным методом, составляет 0,1 дб. [c.26] Переход от затухания к концентрации и частоте столкновений электронов осуществлялся следующим методом. [c.26] Такое условие хорошо выполняется за отраженной волной в воздухе для диапазона чисел М падающей волны от 6 до 7,5, при длинах радиоволн 3,5 и 1,8 сж. [c.27] Для измерения сдвига фаз разработана следующая методика. Радио-установка состоит из генератора, линии для измерения КСВН, плавного аттенюатора, фазовращателя, согласующего трансформатора и передающей антенны. [c.27] У измерительной камеры переднее окно — стеклянное, заднее — металлическое. Линия КСВН имеет 2 передвижных зонда. Сигналы с зондов записываются двухлучевым осциллографом. [c.27] Принцип работы следующий. [c.27] Вернуться к основной статье